JPH0572251B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は寸法安定性、形状安定性、耐錆性、軽
量性および耐薬品性などがすぐれた、コイルやば
ねの形状に代表される合成樹脂製スパイラル状物
を、連続的にかつ効率よく製造する方法に関する
ものである。

（従来技術） 各種電気、機械機器や雑品、雑貨および玩具な
どの分野で使用されるコイルやばねの素材として
は、従来から金属線条が使用されてきたが、これ
らは錆びを生じ易く耐久性に劣ること、着色がで
きないこと、鋭利なため径我や事故を招き易いこ
とおよび重く取扱いや保管が困難であることなど
の欠点があり、最近ではこれらの欠点がない合成
樹脂製のコイルやばねが注目されている。

合成樹脂製のコイルやばねを製造する方法とし
ては、(1)一体成形法、(2)賦形軸に樹脂線条をまき
つけた状態で加熱する方法および(3)加熱した賦形
軸に樹脂線条を巻き付ける方法などが知られてい
るが、上記(1)法では成形金型の作成に莫大な費用
を有するばかりか、得られる成形物も強度の劣る
ものである。また上記(2)および(3)法ではスパイラ
ル状の溝を有する賦形軸を用いているため線径や
ピツチの変更への対応が困難であり、しかもとく
に(2)法では連続的な製造プロセスを採用すること
ができないばかりか、これらの方法では樹脂線条
への熱履歴にムラを生じ易いため、寸法安定性な
どが均一な成形物を得ることが困難である。

（本発明が解決しようとする問題点） そこで本発明者らは寸法安定性、形状安定性、
耐錆性、軽量性および耐薬品性などがすぐれた、
コイルやばねの形状に代表される合成樹脂製スパ
イラル状物を、連続的にかつ効率よく製造するこ
とを目的として鋭意検討した結果、合成樹脂モノ
フイラメントを素材とし、これを予熱して賦形軸
に巻き取り、直ちに急冷することにより、上記目
的が効果的に達成できることを見出し、本発明に
到達した。

（問題点を解決するための手段） すなわち本発明は熱収縮性および熱固定性を有
する合成樹脂モノフイラメントを緊張状態で走行
させ、上記モノフイラメント素材のガラス転移点
以上、融点以下の温度に予熱した後、直ちに回転
する賦形軸に巻き取ることにより合成樹脂製スパ
イラル状物を製造するに際し、上記賦形軸にモノ
フイラメントが導入する位置に、モノフイラメン
トの進行方向を規制する案内ガイドを、また該案
内ガイドに隣接する位置に、巻き取られたモノフ
イラメントを賦形軸の上方から押圧する押さえロ
ールをそれぞれ設け、該押さえロールの位置で巻
き取られたモノフイラメントを急冷することを特
徴とする合成樹脂製スパイラル状物の製造方法を
提供するものである。

本発明で用いる熱収縮性および熱固定性を有す
る合成樹脂モノフイラメントとはポリエチレンテ
レフタレート、ポリブチレンテレフタレートなど
のポリエステル、ナイロン６、ナイロン66、ナイ
ロン12、ナイロン610などのポリアミド、ポリエ
チレン、ポリプロピレンなどのポリオレフインお
よびポリ塩化ビニル、ポリフツ化ビニリデンなど
のポリハロゲン化ビニルなどの溶融紡糸、延伸可
能な熱可塑性合成樹脂を紡糸口金から溶融押出紡
糸し、冷却、延伸および必要に応じて熱固定して
なるモノフイラメントであり、なかでもポリエス
テルから得られるモノフイラメントは、とくに寸
法安定性および形状安定性にすぐれたスパイラル
状物を与え得る。ただし未延伸のモノフイラメン
トは熱固定性を持たないため、加熱による規則的
な賦形が困難であり、使用に適さない。

なおモノフイラメントの素材樹脂には耐熱剤、
耐光剤、紫外線安定剤、難燃剤、帯電防止剤、砥
剤、可塑剤、滑剤、刻剤および着色剤などの通常
の添加剤を含有させることができ、なかでも各種
顔料や染料などの着色剤を含有させて所望の色に
着色したスパイラル状物を得ることができる。

これらモノフイラメントの直径は0.1〜5.0mm、
とくに0.2〜2.0mmの範囲から選択することがで
き、その断面形状も真円形に限らず、楕円形、三
角形、四角形および矩形などの任意の形状を選択
することができる。ただしモノフイラメントの直
径が５mm以上になると賦形性が低下するため好ま
しくない。

モノフイラメントは通常3.0倍以上とくに3.5倍
以上の延伸倍率となるように延伸されたものが好
適であり、延伸倍率が3.0倍未満のモノフイラメ
ントを用いる場合には、寸法安定性と形状安定性
にすぐれた賦形物が得られないことがある。かか
るモノフイラメントの延伸は１段または２段以上
の多段にて、通常の熱ロール、熱ピン、熱板およ
び湿式または乾式の高温雰囲気などを用いて行な
うことができる。

次に本発明の合成樹脂スパイラル状物の製法に
ついて図面を用いて説明する。

第１図は本発明の方法に用いる装置の主要部分
の平面図であり、第２図は第１図を矢印Ａ方向か
ら見た側面図、第３図は第１図を矢印Ｂ方向から
見た正面図である。

図面から明らかなように、モノフイラメント１
は図示していないボビンなどから解舒され、矢印
ロ方向に回転する賦形軸３に対し緊張状態で矢印
イ方向に進行し巻き取られる。そしてモノフイラ
メント１は賦形軸３に巻き取られる直前におい
て、予熱装置２により素材樹脂のガラス転移点以
上、融点以下の温度に予熱される。ここで予熱温
度が樹脂のガラス転移温度未満では、賦形し難い
ばかりか得られるスパイラル状物の寸法および形
状安定性が低下し、融点を越えるとモノフイラメ
ントが切断したりまたスパイラル状物の均一性が
低下するため好ましくない。予熱装置２としては
図示したごとき管状物内を高温雰囲気となるよう
に周囲から加熱したものが好ましいが、他にも熱
媒浴や高温水蒸気雰囲気などを採用することがで
きる。予熱装置２の長さはモノフイラメントがそ
の送り速度に応じて充分賦形可能な程度に軟化す
ることができる範囲が選択されるが、通常は10〜
200cm程度が好適である。

予熱装置２を通過することにより加熱、軟化し
たモノフイラメント１は次いで案内ガイド４を通
り、回転する賦形軸３に巻き取られる。ここで案
内ガイド４はモノフイラメント１を賦形軸３に正
確に案内し、かつ巻き取られたモノフイラメント
が賦形軸３の反対方向に移動しないように、モノ
フイラメント１の進行方向を規制するためのもの
であり、通常はこれに賦形軸３が貫通した状態で
固定され、糸受け切掛き４′にモノフイラメント
１が導入するように構成されている。

次に賦形軸３は得ようとするスパイラル状物の
内径に等しい外形を有し、巻き取られたモノフイ
ラメントの進行方向と反対側の位置に設置された
駆動装置（図示せず）により矢印ロ方向に回転さ
れている。賦形軸３の素材としては金属が好まし
く、その断面形状も得ようとするスパイラル状物
の形状に合わせて真円、楕円、三角、四角および
矩形などを任意に選択することができる。なお賦
形軸３は加熱する必要がなく、その長さも押さえ
ロール５から２cm以上の程度延長したものでよ
い。

案内ガイド４を経て賦形軸３に巻き取られたモ
ノフイラメント１は賦形軸３の回転、案内ガイド
４による位置規制および巻き取られるまでの緊張
状態の作用により、賦形軸３の先端方向（矢印
ハ）へ自動的に進行し、同時に賦形軸３の上方か
ら押さえロール５により押圧されて巻き取りスパ
イラル状物が均一化される。押さえロール５はゴ
ムおよび／または金属素材から作られたものであ
つて、賦形したスパイラル状物の10ピツチ以上、
とくに15〜40ピツチ程度を押圧する幅を有し、か
つ直径３〜10cm程度のものが通常用いられるが、
モノフイラメントを損傷せしめない点で、少なく
とも表面がゴム製のものが好適である。押さえロ
ール５はその軸５′に圧力をかけて、賦形軸３上
に巻き取られたモノフイラメント１を適度に押圧
しているので、賦形軸３の回転に併なつて自動的
に回転するが、場合によつては軸５′に駆動装置
を連結し、賦形軸３とほぼ同じ表面速度となるよ
うに、強制的に回転させることもできる。この押
さえロール５は賦形軸３に巻き取られたモノフイ
ラメントを固定し、その形状を均一化する役目を
果たし、押さえロール５を用いない場合にはピツ
チや直径などが一部異常なスパイラル状物を生ず
ることがあるため好ましくない。

賦形軸３に巻き取られ、かつ押さえロール５で
押圧されてスパイラル状の形態に賦形されたモノ
フイラメント１は、次いで冷却を受けることによ
り、収縮固定されてその形状が安定化する。冷却
は押さえロール５の位置における賦形とほぼ同時
に行なわれるのが望ましく、図示した如く賦形軸
３の下方あるいは横方向からモノフイラメントに
向けて冷却管６から冷水または冷風を吹きつける
か、または押さえロール５の上方から冷水を散布
することなどの急冷により望ましく行なうことが
できる。

このように賦形、収縮、固定されたスパイラル
状物７は、そのまま賦形軸３の先端方向（矢印
ハ）に自動的に送り出され、所望の長さに切断す
るなどの作業を経て目的とする製品になる。

（作用） 以上説明した本発明の方法によれば、モノフイ
ラメント１は自動的に賦形軸３に巻き取られて賦
形、収縮、固定され、寸法および形状安定性のす
ぐれたスパイラル状物として連続的に取り出され
る。

そして賦形軸３に対するモノフイラメント１の
導入角度を変更するか、または賦形軸３の巻き取
り開始位置からやや後方にピツチ規制ガイドを設
けるなどの手段により、たとえば第４図に示した
コイルや引張りばねなどの密着型スパイラル状物
７−１から、第５図に示した圧縮ばねのような適
度なピツチを有する非密着型スパイラル状物７−
２などの任意の形状を選択することが可能であ
る。

また賦形軸３を交換することにより、種々の直
径および断面形状を有するスパイラル状物を製造
することができる。

以下に実施例を挙げて本発明を更に説明する。

実施例 １ 溶融粘度（IV）0.65のポリエチレンテレフタレ
ートペレツトを乾燥、除湿し、溶融紡糸後、5.25
倍に延伸することにより、直径1.2mmのポリエス
テルモノフイラメントを得た。

このポリエステルモノフイラメントを長さ100
cmで、管内を130℃の温度に保持した加熱管中に
滞留時間３分間の速度で通して加熱軟化させ、次
いで表面速度5m／分で回転する直径5.0mmの断面
真円型賦形軸に巻き付け、ただちに幅２cm、直径
８cmでかつ表面ゴム製の押さえロールでモノフイ
ラメントを上方から押圧し、押さえロールの下方
から冷却管により、26℃の水を１リツトル／分の
量賦形モノフイラメントに注ぎ、急冷することに
より、第４図に示すような、寸法および形状安定
性の良好なコイル状賦形物を連続的かつ安定に製
造することができた。

比較例 １ 実施例１において、押さえロールを取り外した
以外は同様の条件で試験した結果、得られたスパ
イラル状賦形物は直径に一部バラツキが認められ
た。

比較例 ２ 実施例１において、冷却水を押さえロールを経
た後の賦形モノフイラメントに注ぐようにその注
入位置を変更した以外は同様に試験した結果、得
られたスパイラル状物に寸法バラツキが多く認め
られた。

実施例 ２ 実施例１で用いたポリエチレンテレフタレート
ペレツトから、同様にして延伸倍率5.0倍で、直
径2.0mmのポリエステルモノフイラメントを得た。

このポリエステルモノフイラメントを長さ100
cmで150℃の温度に保持した加熱管中に滞留時間
４分間の速度で通して加熱軟化させ、表面速度
1m／分で回転する直径10mmの断面真円型賦形軸
に巻き付けた後、ただちに実施例１と同様の押さ
えロールで押圧し、水により急冷した。この際押
さえロールの中央下部にピツチプレートを設け
て、ピツチ幅を３mmに制御することにより、第５
図に示すような非密着型スパイラル状賦形物を連
続的かつ安定に製造することができた。得られた
スパイラル状物は、寸法および形状安定性にすぐ
れ、圧縮ばねとしてのすぐれた強度を有してい
た。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば寸法安定
性、形状安定性、耐錆性、軽量性および耐薬品性
などがすぐれた合成樹脂製スパイラル状賦形物
を、連続的にかつ安定に効率よく製造することが
でき、得られるスパイラル状賦形物は各種電機、
機械機器、雑品、雑貨および玩具などの分野で使
用されるコイルやばねとして有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に用いる装置の主要部分
の平面図であり、第２図は第１図を矢印Ａ方向か
ら見た側面図、第３図は第１図を矢印Ｂ方向から
見た正面図である。第４図および第５図は本発明
の方法で得られる合成樹脂製スパイラル状物の斜
視図である。 １……モノフイラメント、２……予熱装置、３
……賦形軸、４……案内ガイド、５……押さえロ
ール、６……冷却管、７……スパイラル状物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱収縮性および熱固定性を有する合成樹脂モ
   ノフイラメントを緊張状態で走行させ、上記モノ
   フイラメント素材のガラス転移点以上、融点以下
   の温度に予熱した後、直ちに回転する賦形軸に巻
   き取ることにより合成樹脂製スパイラル状物を製
   造するに際し、上記賦形軸にモノフイラメントが
   導入する位置に、モノフイラメントの進行方向を
   規制する案内ガイドを、また該案内ガイドに隣接
   する位置に、巻き取られたモノフイラメントを賦
   形軸の上方から押圧する押さえロールをそれぞれ
   設け、該押さえロールの位置で巻き取られたモノ
   フイラメントを急冷することを特徴とする合成樹
   脂製スパイラル状物の製造方法。